高糖飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素（STZ）構(gòu)建糖尿病模型操作全流程
數(shù)據(jù)顯示，我國糖尿病患者人數(shù)已超1億，且呈現(xiàn)年輕化趨勢。這一現(xiàn)象的背后，除了高糖飲食的流行，還與多種因素密切相關(guān)：久坐不動的生活方式、肥胖率上升、睡眠不足、壓力過大以及遺傳因素等，都在無形中增加了年輕人患糖尿病的風險。
糖尿病模型是研究糖尿病病理機制及藥物干預的重要工具，但如何快速、高效地構(gòu)建模型，仍是許多科研人的實驗難題。
本文將為您全面解析高糖飲食聯(lián)合鏈脲佐菌素（STZ）構(gòu)建糖尿病模型的全流程，從實操細節(jié)到病理驗證，一步到位！科研黨速速收藏！
01 糖尿病模型
|
模型類型 |
誘導方式 |
病理特征 |
適用研究場景 |
|
Ⅰ型模型 |
大劑量STZ |
β細胞完全破壞 |
急性代謝紊亂研究或免疫介導的β細胞損傷研究 |
|
Ⅱ型模型 |
高糖/高脂飲食+低劑量STZ |
外周組織胰島素抵抗+β細胞部分損傷 |
模擬人類2型糖尿病從代償性高胰島素血癥到失代償性高血糖的動態(tài)進程 |
02 實驗材料與方法
1 實驗動物
1) 物種：雄性SD大鼠（6-8周齡）或C57BL/6小鼠（8-10周齡）。
2) 飼養(yǎng)條件：SPF級環(huán)境，12小時光暗循環(huán)，自由飲水。
2 造模方法
1) 高脂飼料配方：60 kcal%脂肪（超高脂）和45 kcal%脂肪（高脂）等多種配方，以及10kcal%脂肪的對照飼料；通常6-8周可建立Ⅱ型糖尿病模型。
2) 飼喂方式：自由進食進水；飼喂前期使用普通飼料搭配高脂飼料進行飼喂，慢慢過渡到完全飼喂高脂飼料
小貼士：飼料需低溫保存，每2-3天更換一次，防止變質(zhì)
3) 小鼠飼養(yǎng)環(huán)境：3只1籠飼養(yǎng)；但多只合籠飼養(yǎng)容易打架，導致小鼠體重下降甚至死亡，必要時可對其進行單籠飼養(yǎng)；使用木屑墊料防止小鼠吃玉米芯墊料。
3 STZ注射
1) STZ配制：冰上溶解STZ于預冷檸檬酸緩沖液（濃度：大鼠30-40 mg/kg，小鼠50-100 mg/kg）；
2) STZ注射：注射前禁食6 h，可提高β細胞對STZ敏感性，增加造模易感性；
大鼠：單次腹腔注射30-40 mg/kg
小鼠：單次腹腔注射100 mg/kg，或低劑量多次（如40 mg/kg/天×5天）
對照組注射等體積檸檬酸緩沖液。
小貼士：STZ配制及注射過程中均需避光低溫操作，配制完成后30min內(nèi)完成注射。
03 模型評估
體重
持續(xù)關(guān)注小鼠體重變化
高糖飲食造模期間體重呈上升趨勢
STZ注射后體重呈下降趨勢
攝食量
測量攝食量，評估小鼠高脂飼料食用量
血糖
使用血糖儀檢測
小鼠的血糖值范圍一般在80-120 mg/dl之間
血糖濃度超過120 mg/dl為高血糖
濃度低于80 mg/dl為低血糖
血生化
通過ELISA或生化分析儀檢測血清胰島素水平
行為學
糖尿病動物可能表現(xiàn)出進食行為和運動行為的改變，這些變化可通過觀察和特定的行為學實驗進行評估
例如，糖尿病小鼠常表現(xiàn)出飲水量增加、尿糖升高，導致墊料更換頻率增高
病理診斷
組織形態(tài)學觀察主要是通過顯微鏡觀察糖尿病動物模型中各組織的病理變化
如胰島形態(tài)、細胞排列或免疫組化研究，以評估模型的構(gòu)建是否成功。
此外，還可觀察腎臟等組織，來評估由糖尿病引發(fā)的糖尿病腎病模型。
圖 1 免疫組化標記胰島素，蘇木精反染后的胰腺組織病理學觀察（B）[1]
圖 2 HE染色后的腎臟組織（腎臟腎小球和腎小管）病理學觀察 [2]
注：(a) Normal control rats. (b) STZ-induced diabetic rats. (c) Diabetic rats treated with metformin. (d) Diabeticrats treated with F. deltoidea
參考文獻：
【1】 Samsulrizal, N., Yong-Meng, G., Ahmad, H., Syimal’ain Azmi, N., Mohamad Zin, N. S. N., & Mahdi, E. (2020). Infrared spectral markers for the nephroprotective effects of Ficus deltoidea in streptozotocin-induced diabetic rats. bioRxiv, 2020. 4120. https://doi.org/10.1101/2020.12.23.424120.
【2】Murata M, Takahashi A, Saito I, Kawanishi S. Site-specific DNA methylation and apoptosis: induction by diabetogenic streptozotocin. Biochem Pharmacol 57: 881–887, 1999. doi:10.1016/s0006-2952(98)00370-0.
